Thèse soutenue

Modélisation des systèmes éoliens verticaux intégrés aux bâtiments : modélisation du couple production / Bâtiment
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Auteur / Autrice : Placide Jaohindy
Direction : François Garde
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et environnement
Date : Soutenance le 20/08/2012
Etablissement(s) : La Réunion
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : piment
Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Gatina
Examinateurs / Examinatrices : François Garde, Jean-Claude Gatina, Belkacem Zeghmati, Jean-Marie Razafimahenina, Bienvenue Ranaivo Rabehaja, Alain Bastide, Jean-Philippe Praëne, Victor Razafinjato
Rapporteurs / Rapporteuses : Belkacem Zeghmati, Jean-Marie Razafimahenina, Bienvenue Ranaivo Rabehaja

Résumé

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La technique d'intégration des systèmes éoliens verticaux (VAWT) au service des logements individuels, collectifs et tertiaires est une approche intéressante pour les acteurs de la maitrise d'énergie pour promouvoir une utilisation rationnelle de l'énergie. Le choix de l'implantation d'une éolienne en milieu urbain est déterminé par la hauteur des bâtiments, la vitesse du vent et l'intensité de turbulence du site. Les conditions de vents sévères à faible altitude sont favorables à une implantation de VAWT. Dans certaines villes, la hauteur moyenne des bâtiments est relativement faible et ceci fait qu'en ces lieux, les VAWTs sont appréciables par rapport aux HAWTs. La mécanique des fluides numériques (CFD) est mise en œuvre pour modéliser les écoulements d'air au travers d'éoliennes et des bâtiments. Un problème CFD modélisé avec un modèle de turbulence approprié donneront des résultats de simulations qui s'approcheront des réalités physiques et des résultats de l'expérimentation. Dans cette étude, les modèles standard k-" et SST k-! ont été utilisés. Après analyse des possibilités d'intégration d'une VAWT, la toiture reste la zone d'intégration la plus intéressante. En plus de l'étude aérodynamique, nous avons entamé une modélisation électrique de la chaîne de conversion de l'éolienne en utilisant le logiciel Matlab/Simulink. Le travail a été effectué dans le but de déterminer la puissance électrique susceptible d'être produite par l'éolienne. Pour finaliser cette étude, un modèle de couplage électrique de VAWTs avec un bâtiment considéré comme un modèle de charge est présenté.